Glavni materijali termičkog polja: C/C kompozitni materijali

Kompoziti ugljik-ugljiksu vrsta kompozita od karbonskih vlakana, sa karbonskim vlaknima kao materijalom za ojačanje i deponovanim ugljenikom kao materijalom matrice. Matrica odC/C kompoziti su ugljenik. Budući da se gotovo u potpunosti sastoji od elementarnog ugljika, ima odličnu otpornost na visoke temperature i nasljeđuje snažna mehanička svojstva karbonskih vlakana. Ranije je industrijalizovana u oblasti odbrane.

Područja primjene:
C/C kompozitni materijalinalaze se u sredini industrijskog lanca, a uzvodno uključuje proizvodnju karbonskih vlakana i predformi, a polja primjene nizvodno su relativno široka.C/C kompozitni materijalise uglavnom koriste kao materijali otporni na toplinu, materijali za trenje i materijali visokih mehaničkih performansi. Koriste se u vazduhoplovstvu (obloge grla raketnih mlaznica, materijali za termičku zaštitu i termički strukturni delovi motora), kočionim materijalima (brze šine, kočioni diskovi aviona), fotonaponskim termičkim poljima (izolaciona burad, lonci, vodeće cevi i druge komponente), biološka tijela (vještačke kosti) i druge oblasti. Trenutno domaćiC/C kompozitni materijalikompanije se uglavnom fokusiraju na jednu kariku kompozitnih materijala i proširuju se na uzvodni smjer preforme.

C/C kompozitni materijali imaju odlične sveobuhvatne performanse, sa malom gustinom, visokom specifičnom čvrstoćom, visokim specifičnim modulom, visokom toplotnom provodljivošću, niskim koeficijentom toplotnog širenja, dobrom žilavošću na lom, otpornošću na habanje, otpornošću na ablaciju, itd. Posebno, za razliku od drugih materijala, čvrstoća C/C kompozitnih materijala neće se smanjiti, ali se može povećati s povećanjem temperature. To je izvrstan materijal otporan na toplinu, te je stoga prvi put industrijaliziran u ulošcima za grlo raketa.

C/C kompozitni materijal nasljeđuje izvrsna mehanička svojstva i svojstva obrade karbonskih vlakana, ima otpornost na toplinu i koroziju grafita, te je postao jak konkurent grafitnim proizvodima. Posebno u području primjene sa visokim zahtjevima za čvrstoćom – fotonaponsko termalno polje, isplativost i sigurnost C/C kompozitnih materijala postaju sve istaknutiji pod velikim silikonskim pločicama, i to je postalo kruta potražnja. Naprotiv, grafit je postao dodatak C/C kompozitnim materijalima zbog ograničenog proizvodnog kapaciteta na strani ponude.

Primena fotonaponskih termičkih polja:
Termičko polje je čitav sistem za održavanje rasta monokristalnog silicijuma ili proizvodnju polikristalnih silicijumskih ingota na određenoj temperaturi. On igra ključnu ulogu u čistoći, ujednačenosti i drugim kvalitetama monokristalnog silicijuma i polikristalnog silicijuma, i pripada prednjoj strani industrije proizvodnje kristalnog silicijuma. Termičko polje se može podijeliti na sistem termičkog polja monokristalne peći za povlačenje monokristalnog silicijuma i sistem termičkog polja polikristalne peći za ingote prema vrsti proizvoda. Budući da ćelije monokristalnog silicijuma imaju veću efikasnost konverzije od polikristalnih silicijumskih ćelija, tržišni udio monokristalnih silikonskih pločica nastavlja rasti, dok se tržišni udio polikristalnih silicijumskih pločica u mojoj zemlji smanjuje iz godine u godinu, sa 32,5% u 2019. na 9,3% 2020. Stoga proizvođači termičkih polja uglavnom koriste rutu tehnologije termalnih polja monokristalnih peći za izvlačenje.

Slika 2: Toplotno polje u lancu proizvodnje kristalnog silicija

Toplotno polje se sastoji od više od desetak komponenti, a četiri osnovne komponente su lončić, cijev za navođenje, izolacijski cilindar i grijač. Različite komponente imaju različite zahtjeve za svojstva materijala. Slika ispod je šematski dijagram termičkog polja monokristalnog silicijuma. Lončić, vodeća cijev i izolacijski cilindar su strukturni dijelovi sistema toplinskog polja. Njihova osnovna funkcija je da podrže cjelokupno visokotemperaturno termalno polje, a imaju visoke zahtjeve za gustinom, čvrstoćom i toplotnom provodljivošću. Grejač je direktni grejni element u toplotnom polju. Njegova funkcija je da daje toplotnu energiju. Općenito je otporan, tako da ima veće zahtjeve za otpornost materijala.